中华的炸弹使赤城号不能行使旗舰的职能后，第八巡洋舰战队司令官洛维奇少将在他自己的旗舰阿拉斯加号重巡洋舰上就当然临时担起了对南云部队的指挥。.
与此同时，第二航空母舰战队司令官山口多闻海军少将接替了指挥空中作战，因为山口海军少将的旗舰飞龙号航空母舰，是在这次中华战机猛烈攻击中唯一没有受到损伤的航空母舰。
山口少将是曰本海军中的第一流将领。他在海军学校毕业时，成绩是全班第二名。他跟那些不能把课堂上的才能转用到战斗中去的高才生不同，他勇敢且富有远见，是一位头脑清晰而又能当机立断的刚强的指挥官。
虽然败局已定，但只要盟军还保存一点战斗力量，就必须继续打下去。洛维奇海军少将立即命令第十驱逐舰战队司令官木村进海军少将带领长良号轻巡洋舰和六艘驱逐舰，守卫着受伤的三艘航空母舰。南云忠一及其幕僚转移到长良号后，长良号成了南云的旗舰。在每艘受伤的航空母舰旁边都派有两艘驱逐舰掩护，并准备好一旦任何军舰必须弃舰时转移其舰员。南云部队的其他兵力，以飞龙号为中心，继续逐渐北撒。
必须分秒必争。山口海军少将决定，马上发动对中华航空母舰的进攻。
10点40分，由二十八架俯冲轰炸机和十六架烈风机组成的攻击队，在飞龙号飞行分队长小林道雄海军大尉带领下起飞。小林海军大尉一直随同南云部队参加了历次作战。
小林攻击队从四千米高度飞向中华舰。在飞往目标途中，他们发现中华舰载机正在返航。小林示意他的飞行员悄悄地跟踪中华战机。可是，有两架护航战斗机轻率地扑向中华鱼雷轰炸机，使小林护航部队只剩下十四架烈风。
随后，当他们还未靠近中华航母舰队群的时候，才无奈的发现，中华的截击他们的战机已经列队完毕。
一场规模不大的空战在双方碰面的那一刻，便如火如荼的上演。当最终四架俯冲轰炸机好不容易穿过中华的截击网，靠近中华航母编队的时候。几发升空的防空导弹，让这四架缓慢的俯冲轰炸机连俯冲到最佳投弹高度的机会都没有。不过，还是有四颗航弹被投了下去，刚好有一颗在编队的其中一艘始皇大帝级航母身边爆炸。
在这次攻击中，包括小林的飞机在内，除了有两架轰炸机见势不妙，逃了回去，其他人，无一幸免。
返航的四名轰炸机飞行员只带回了零星的报告，所悦的情况很不完整。这些报告概括起来是他们一共投了四颗炸弹，但不明命中了几颗，或者说法不一。他们讲述，击落了大约七架战斗机。但是，在有一点上他们是一致的，那就是一艘中华航空母舰被命中，他们看到这艘航空母舰升起了巨大烟柱。
山口海军少将断定，这艘航空母舰至少中了两颗二百五十公斤炸弹，受了重伤。
这艘他们口中的航母，的确受了点伤。那颗在旁边爆炸的炸弹，是给航母带来了一些麻烦。但是在损管队的努力下，这点麻烦很快就消除了。航母也没受啥影响。
那些逃回去的俯冲轰炸机，主要的精力都放在了逃路上，根本没有确认一下。
其实，在最初发现中华航空母舰后，南云忠一即已命令苍龙号派它的新式高速侦察机与中华保持接触，查明中华兵力。这架飞机随即起飞，但一直没有发回报告。该飞机在返航时发现苍龙号中弹起火，因此在飞龙号甲板上降落。
飞行员被唤到山口海军少将跟前，他向山口解释说：“发报机发生了故障，没能及时报告，所以盟军急忙返航来报告，中华部队中有一艘巨大的航空母舰，排水量估计超过八万吨，并且使用未知动力，没有发现烟囱。另外两艘航母是中华的始皇大帝级!”
虽然中华方首次进攻使用的机数已经说明，中华部队不是如前所报告的只有一艘航空母舰，但这个消息还是令人感到十分震惊。现在，飞龙号和美国的黄蜂号以及约克城号，要面对着三艘中华第一流的航空母舰，其中仅有一艘受了轻伤。而且，在这三艘航空母舰中，有一艘非常神秘的超级航母。
南云忠一感觉压力一下子增加了不少。
山口海军少将决定用现有的全部飞机发动第二次攻击。他选了飞龙号飞行队长友永丈市海军大尉带领编队中仅有的四十架鱼雷机和二十六架战斗机。这是三艘航空母舰最后的力量。
友永的飞机左机翼油箱在空袭马里亚纳群岛时受损，还没来得及修理。他这架飞机的地勤人员提出了这个问题。友永只是含笑地说：“没关系，不必担心，左油箱让它去吧，把另一个油箱加满就行啦。”
地勤人员犹豫了一会儿，又问道：“好吧!但是还要不要把您的飞机推到起飞线上去”
友永一面束紧飞行服，一面泰然地回答说：“快去干吧，就要起飞啦。”就这样，友永那架受伤的飞机被推到了起飞线。
友永的好几个飞行员都要求跟他调换飞机，但他笑嘻嘻地拒绝了。谁都知道，友永飞机装的油量是不够，但谁也没讲出口。讲也没用，因为他已下了决心。
起飞准备工作于12点45分完成。六十六架飞机立即起飞，这里面有曰本的烈风，也有美国的海盗旗和地狱猫，组成编队奔向中华舰队。
山口海军少将一动不动地望着飞机依序起飞，而带队的是一个知道自己将一去不复返的人。在场的每一个人，严肃静默地站在那里，为战争中容不得人情的这类残酷事情而感到沉痛。飞机一架接着一架飞离了飞行甲板，人们默默地向它们招手告别，热泪夺眶而出。
14点26分，攻击队发现一艘中华航空母舰，前面约十海里处有数架护航机。友永下令他的飞行员迎上前去攻击。护航的中华战斗机要想拦截，但立即被盟军方烈风和地狱猫战斗机缠住，鱼雷轰炸机速驰向那航空母舰。
14点32分，友水命令机队散开，以便从不同方向实施攻击。两分钟后，他下令攻击。这些飞机立即从二千米下降到离海面只有一百米左右，冲向中华航空母舰。14点45分，友永队长报告说，两雷命中目标。一个半小时后判明，该航空母舰是属于始皇大帝级的。
直到16点30分，幸存的盟军飞机返回飞龙号后，大家才知道这次攻击的更详细情况。出发的六十六架舰载机，回来时，只有五架鱼雷机和三架战斗机返回了编队。
飞行员报告说，一艘中华航空母舰中了一条鱼雷，还重创了一艘重巡洋舰。但后来的情报说明，所谓击中一艘重巡洋舰，实际上是一架盟军飞机溅落在舰旁海中。据报还击落了中华海鹰3战斗机八架。
据战后中方方记述，始皇大帝级航空母舰汉文帝号于14点42分左右的确遭遇了四条鱼雷，但它成功地避开了向它发射的四条鱼雷。汉文帝号由于遭到盟军飞机第一次攻击而进行紧急修理后不久，大约在14点30分，它的雷达发现盟军飞机向它接近。汉文帝号立即起飞了六架战斗机，企图截击盟军飞机。
在离汉文帝号大约十二海里的时候，盟军鱼雷机队遭到另外两架战斗机截击，但未受损失。鱼雷机队冒着前所未见的猛烈高射炮火，向汉文帝号逼近。在四十架鱼雷机中，有三十二架被高射炮火击落，另外八架鱼雷机成功地突破了中华防御弹幕。
这时，又有四架鱼雷机被击落，只有五架向汉文帝号发射了鱼雷。但由于中华防空火力异常猛烈，特别是靠近舰队最强防空区域内，也就是舰队上空六十米到一千米。这里是中华舰队特有防空密集阵的最强杀伤范围之内。
那四架鱼雷机虽然突破进来，但由于密集的火力，让他们在投放鱼雷的时候，根本无法做到精准。鱼雷也相对很分散，难以形成大的威胁。
正如完全预料到的，友永海军大尉的飞机没有返航。桥本敏郎在第一攻击波空袭马里亚纳群岛寸作为观察员和友永同乘一架飞机，但在这次攻击中，他在另一架飞机上。他亲眼看到了这位队长殉职。他说：“他的飞机由于机尾是黄色的，所以当它冲过盟军从来没有见过的那样猛烈的高射炮火时，可以看得很清楚，他投了鱼雷，过了一会儿，他的飞机也粉碎了，在那样猛烈的炮火前，对这艘航空母舰进攻就等于自杀姓的撞击。”
飞龙号、黄蜂号、约克城号的飞机在马里亚纳群岛海战中对中华军舰发动的第二次攻击，也是盟军人在第一场遭遇战中发动的最后一次攻击，到此就告结束。参加攻击的飞行员和听取飞行员报告的山口海军少将都认为，第一次和第二次击中的目标是不同的，因此有两艘中华航空母舰遭到了致命的损伤。实际上，这两次攻击的目标都是汉文帝号。汉文帝号在遭到第一次攻击后被迅速修复，所以，友永鱼雷机队把它当作另外一艘没有受创的航空母舰了。
南云特混舰队发动三次空中进攻后(包括空袭马里亚纳群岛)，它的飞机已损失殆尽。当友永机队最后一架飞机于16点30分在航空母舰甲板上降落时，飞龙号的飞机只剩下了六架战斗机、五架俯冲轰炸机和四架鱼雷机。
从拂晓开始投入殊死战斗的飞行员已经精疲力竭，舰员们也一样十分疲劳。当飞龙号的飞机攻击中华的时候，飞龙号自己也成了中华一再猛烈攻击的目标。从曰出时开始，飞龙号、黄蜂号和约克城号遭到了七十九架中华战机攻击，虽然他们总共成功地躲避了二十六条鱼雷和大约五十颗炸弹，但还是有二十颗航弹命中了目标。
两艘一万多吨的航母，黄蜂号和约克城号，失去了战斗力。当驱逐舰救起上面的美国水兵后，这两艘航母，也沉没在自己的鱼雷之下。
尽管剩下的航空兵力少得可怜和人员疲于奔命，山口海军少将仍然决定要回击。但他知道，再进行白昼攻击不可能成功，所以决定黄昏时作一次最后努力，那时他的为数不多的飞机有更大的可能冲进去给中华以一次有力的打击。
17点前不久，战斗暂停下来，利用了这个空隙时间给仍然处于战斗警报状态的舰员们开饭。人们狼吞虎咽地吃着香甜可口的年糕团。即便在这短短的间歇寸间里，还得尽量利用剩下的六架战斗机在上空保持着战斗巡逻。汁划在黄昏时实施攻击的准备工作也在进行。为了要找到据认为中华仅有的那艘航空母舰的所在地点，山口海军少将决定派一架高速侦察机进行搜索。
17点3分，侦察机刚要起飞，了望哨喊道：“中华俯冲轰炸机就在头上了!”中华战机是从南西背阳方向飞来的，加以飞龙号没有雷达，所以盟军未能及时发现中华战机接近。十三架中华战机集中向飞龙号猛攻。
飞龙号的高射炮立即开火。加来舰长下令：“右满舵!”飞龙号动作笨重地向右猛转，适时地避开了投下来的头三颗炸弹。
但是，更多的中华战机接着俯冲下来。最后投中了四颗炸弹，立即引起大火和爆炸。巨大的黑色烟柱腾空而起，飞龙号的航速开始减低下来。
四颗炸弹全部击中舰桥附近，舰桥上的玻璃窗全被震得粉碎。前部升降机的舱面甲板炸得朝上翻卷，完全挡住了指挥区的视线。大火在飞行甲板上装好炸弹的飞机间蔓延，堵死了通往机舱的所有通道。在甲板下处于绝境的人们继续上作，直到被浓烟烈火所压倒。
当南云特混编队这最后一艘航空母舰中弹负伤时，中华战机也开始把注意力转到警戒舰上。
在16点49分，榛名号战列舰就已遭到四架水平轰炸机攻击，17点7分，又遭到两架俯冲轰炸机攻击。但炸弹都没有命中，榛名号完好无损。18点26分，榛名号又躲开了中华岸基轰炸机的攻击。阿拉斯加号重巡洋舰在17点20分遭到三架俯冲轰炸机攻击，17点28分，又遭到九架俯冲轰炸机攻击，然后，18点18分，遭到三架岸基轰炸机攻击，但都未击中。夏威夷号重巡洋舰在17点32分遭到九架俯冲轰炸机攻击，17点45分，遭到一架俯冲轰炸机攻击，18点10分，遭到三架岸基轰炸机攻击，但也都避开了。
21点23分，飞龙号最后完全失去航速，开始倾斜，由于不断进水，倾斜到十五度。灭火泵受损已不能使用了，舵机也是如此。后来修好了一架灭火泵，拚命地用它来灭火。就在这当中，飞龙号又遭到几架巨灵神轰炸机高空水平攻击，但未中弹。
两次企图进入机舱的拼死努力都失败了。最后，到情况已很明显无法拯救这艘军舰时，山口海军少将通过风云号驱逐舰向南云忠一报告，他已命令飞龙号舰员弃舰。
11月11曰2点30分，山口海军少将指示加末舰长，召集全体舰员到舱面集合。山口海军少将对集合在甲板上的大约八百名能应召前来的舰员最后训话说：
“我身为这个航空母舰战队司令官，对飞龙号和苍龙号的损失负全部责任。我将与本舰共存亡。我命令你们全体离舰，继续为天皇陛下效忠。”
山口海军少将的幕僚请求跟他一起留在舰上，但被山口坚决拒绝了。他们只好忍痛向停在一旁的风云号驱逐舰转移。临别前，他们从就在身旁的一个淡水桶里倒了一杯淡水，山口海军少将同他的幕僚用这杯水黯然饮别。首席参谋伊藤海军中佐问他，是否有什么遗言要托付给他。山口说，没有，随手把他的黑色战斗帽递给了伊藤，作为纪念品。山口把伊藤带着的一块布要过来以便把自己绑在舰桥上，这样就确保可以同飞龙号一起沉到海底。
加来舰长决意要留下来，因此他恳求山口司令官离舰。山口会心地笑了一笑，但摇了摇头坚决拒绝了加来的请求。一轮皎月照耀在残破的航空母舰的甲板上，这两位指挥官跟他们的部下诀别了。
5点10分，夕云号向飞龙号发射了鱼雷，在一阵震耳欲聋的爆炸声后，这艘庞大的航空母舰开始下沉。
东方刚刚开始发白，5点40分，蒙大拿号收到特混编队的报告称，飞龙号已被击沉。但一小时二十分钟后，派到东面寻找南云部队的马里亚纳群岛号轻型航空母舰的一架侦察机发现，飞龙号仍然漂在水上。这架飞机报告说，它看到飞龙号上还有人，并对这艘仍然冒着烟的被弃军舰拍了几张照片。
永野修身和尼米兹接到这个消息后转给南云，命令他核实，并尽一切努力援救活着的人。南云忠一立即派谷风号驱逐舰执行这个任务，并派一架长良号旗舰的水上飞机协助寻找飞龙号。但是，再也看不到飞龙号了
根据战后中华资料，现在知道飞龙号一直到8点20分左右才沉没。甲板上的那些人是机舱人员。驱逐舰发射的鱼雷恰好把下面甲板炸开一条出路，奇迹般地使这些人从船的下层逃了出来。飞龙号沉没后，他们漂在水上，后来被一艘中华军舰带走。飞龙号在这次最后作战中，除自愿与舰共存亡的两位指挥官外，一共有四百一十六名舰员丧生。
其实华丽也只是想把更加清晰的战场情况带给大家，战争，哎……
现在接近凌晨四点，华丽的眼皮已经不堪负重了。距离七点还有三个小时，发完赶紧睡觉。(。)
